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业内人士详解增压发动机 爱车车主必知的汽车常识

时间:2012-05-29 08:09  来源:绍兴汽车网

  关心汽车技术的朋友都知道,增压发动机已经毫无疑问地成为了各大厂商研发的重点技术,在未来一段时间内将主导发动机研发的方向。对于增压发动机,群众的观点还是很对立的,支持和反对的理由都很多。为此,今天我们就请业内人士来详细地讲解一下增压发动机。

  自然吸气发动机从来都没有吃饱过

  大家都知道F1比赛是全球最高规格的赛事,目前使用的是2.4升V8自然吸气引擎。不过其实早在1977年,雷诺车队就引入了涡轮增压引擎,F1从此出现了涡轮增压式与自然进气式发动机并存争霸的局面,后因涡轮增压马力太大,被国际汽联在1989年停用,以自然吸气引擎取代。以上例子就是最对增压发动机最直接的理解,其作用就是增加马力。汽油机对油门的控制是通过“节气门”控制进入发动机的空气量,从而控制发动机功率输出的。由于这个“节气门”增加了进气阻力而且产生了负压,让发动机始终不能吸饱氧气,同时还因为吸气阻力而消耗了一部分功率。

起亚K5

  增压有什么好处

  增压首先的好处就是解决了自然吸气发动机本身固有的缺陷——永远吃不饱。因此,在相同的排量下,增压发动机能够发出更大的功率,满足更多的需要。这是从功率输出的角度上说的。反过来说,就是可以用更小排量,更轻的发动机代替以往更大排量发动机才能做到的工作,由于更小的发动机各种摩擦面积小,重量轻,本身运转起来消耗的能量自然就少,效率也就提高了,完全顺应了当下节能环保的潮流。在之前我们给大家介绍的《2011国际最佳发动机 8款获奖引擎点评》里面就提到,菲亚特的0.8升双缸涡轮增压发动机获得了4个大奖里面的3个,气势一时无量。这款发动机刚好完全解决了以上提到的自然吸气吃不饱的问题。除了涡轮增压外,这款发动机还取消了“节气门”,进气量的多少完全用电子控制的气门来控制。加上只有2个气缸,体积极为紧凑轻巧,效率自然就大大提高。

  新规则称:各支车队使用直列4缸1.6升涡轮增压发动机取代现有2.4升V8发动机,最大输出功率限定仍为750马力,峰值转速从现有的18000转/分降低到12000转/分,在维持当前动力输出水平的情上况下,增加动能回收装置,将燃油消耗降低35%。

  国际汽联规定的发动机转速大幅下降了1/3,排量减少但功率依然不变,这种情况其实在民用车上早已看到。例如上一代宝马M5使用的自然吸气发动机峰值转速都超过8000转,而新一代M5采用的涡轮增压发动机峰值转速下降到7000转,马力更大还更节油。以往自然吸气发动机的最大扭矩需要在很高的转速上才能出现,而现在的涡轮增压机器在1000多转的时候就能悉数发出,并且能在很宽广的转速范围内维持。更低的最大功率转速、更低的最大扭矩输出转速,意味着增压机器能够减少因为高转速带来的摩擦损失,效率进一步提升。

英菲尼迪G37

  增压的坏处

  既然增压有这么多好处,早期的发动机都干什么去了,现在才想起来要增压?其实早在1909年,瑞典人Alfred Buchi博士就提出采用废气涡轮增压,后来首先被用在柴油发动机和航空发动机上。1977年,瑞典的萨博公司生产出第一款萨博93,是第一家将涡轮增压运用到汽车发动机上的厂商。不过当时的增压发动机不但造价昂贵,而且还有不少使用上的问题,因此难以大规模推广。

  首先由于发动机燃烧压力增大,排气温度高,对缸体结构和耐热材料要求更高。空气被压缩后温度会升高,这是我们一般人都知道的常识。对于增压发动机来说,被加压的空气温度会急升70-100度,被燃烧后的排放温度也会更高,高温导致机件失效和耐用性急剧下降,早期材料则难以解决这个问题。此次是噪音,增压器都有高速转动的转子。转子速度从几千到十几万都有,高速转动的转子会产生很大的噪音。事实上,以上种种的缺点仅仅是所有增压发动机的共同点。对于不同类型的增压发动机,例如我们熟悉的涡轮增压和机械增压,由于结构和原理完全不一样,他们所产生的问题也完全不同。不同的结构和形式具有完全不同的特点,这些我们将会在后面的文章中讲述。

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